幾種電流檢測方式優(yōu)缺點分析
幾種電流檢測方式優(yōu)缺點分析
一、檢測電阻+運放
優(yōu)勢：
成本低、精度較高、體積小
劣勢：
溫漂較大，精密電阻的選擇較難，無隔離效果。
分析：
這兩種拓撲結(jié)構(gòu)，都存在一定的風險性，低端檢測電路易對地線造成干擾；高端檢測，電阻與運放的選擇要求高。
檢測電阻，成本低廉的一般精度較低，溫漂大，而如果要選用精度高的，溫漂小的，則需要用到合金電阻，成本將大大提高。運放成本低的，鉗位電壓低，而特殊工藝的，則成本上升很多。
二、電流互感器CT/電壓互感器 PT
在變壓器理論中，一、二次電壓比等于匝數(shù)比，電流比為匝數(shù)比的倒數(shù)。而CT和PT就是特殊的變壓器。
基本構(gòu)造上，CT的一次側(cè)匝數(shù)少，二次側(cè)匝數(shù)多，如果二次開路，則二次側(cè)電壓很高，會擊穿繞阻和回路的絕緣，傷及設備和人身。PT相反，一次側(cè)匝數(shù)多，二次側(cè)匝數(shù)少，如果二次短路，則二次側(cè)電流很大，使回路發(fā)熱，燒毀繞阻及負載回路電氣。
CT,電流互感器，英文拼寫Current Transformer，是將一次側(cè)的大電流，按比例變?yōu)檫m合通過儀表或繼電器使用的，額定電流為5A或1A的變換設備。它的工作原理和變壓器相似。也稱作TA或LH（舊符號）工作特點和要求：
1、一次繞組與高壓回路串聯(lián)，只取決于所在高壓回路電流，而與二次負荷大小無關(guān)。
2、二次回路不允許開路，否則會產(chǎn)生危險的高電壓，危及人身及設備安全。
3、CT二次回路必須有一點直接接地，防止一、二次繞組絕緣擊穿后產(chǎn)生對地高電壓，但僅一點接地。
4、變換的準確性。
PT，電壓互感器，英文拼寫Phase voltage Transformers，是將一次側(cè)的高電壓按比例變?yōu)檫m合儀表或繼電器使用的額定電壓為100V的變換設備。電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器相同。也稱作TV或YH（舊符號）。
工作特點和要求：
1、一次繞組與高壓電路并聯(lián)。
2、二次繞組不允許短路（短路電流燒毀PT）,裝有熔斷器。
3、二次繞組有一點直接接地。
4、變換的準確性
三、芯片級電流傳感器
介紹完了其他的電流檢測方式，接下來，重點介紹一下芯片級的電流傳感器-Sinomags電流傳感器的共同點：
芯片級霍爾電流傳感器，串聯(lián)在電流回路中，外圍電路簡單。
開環(huán)模式的霍爾電流傳感器（因體積問題，芯片級霍爾電流傳感器無法做到閉環(huán)模式。）
可測交直流電流。
無需檢測電阻，內(nèi)置毫歐級路徑內(nèi)阻。
單電源供電，原邊無需供電。
80~120KHz的帶寬，外圍濾波電容可調(diào)整帶寬與噪聲的關(guān)系。
輸出加載于0.5Vcc上，非常穩(wěn)定的斬波輸出。
us級響應速度，精度在-40~125℃時小于2%
現(xiàn)在業(yè)內(nèi)常用的幾顆Sinomags霍爾電流傳感器為：
STK-616
從STK-616的內(nèi)部框圖與封裝解剖圖可以看出，原邊電流只是從芯片內(nèi)部流過，與副邊電路并沒有接觸，原邊與副邊是隔離的，因為封裝小，所以STK-616的隔離電壓為2100V。因為電流的流過會產(chǎn)生一個磁場，霍爾元件根據(jù)磁場感應出一個線性的電壓信號，經(jīng)過內(nèi)部的放大、濾波、與斬波電路，輸出一個電壓信號。
STK-616根據(jù)尾綴的不一樣，量程分為多個規(guī)格：5A-50A可選，溫度等級均為M級（-40~105℃）。輸入與輸出在量程范圍內(nèi)為良好的線性關(guān)系。因為斬波電路的原因，其輸出將加載于0.5Vcc上。STK-616的Vcc電源一般建議采用5V。輸出與輸入的關(guān)系為Vout=0.5Vcc+Ip*Sensitivity。一般輸出的電壓信號介于0.5V~4.5V之間。
Ip+與Ip-之間流經(jīng)芯片內(nèi)部的那一部份，我們稱之為內(nèi)置路徑內(nèi)阻，其阻值為1.2mΩ.當大電流流經(jīng)它時，所產(chǎn)生的功耗很小，如30A滿量程的電流流經(jīng)它時，產(chǎn)生的功耗為P=30*30*1.2/1000=1.08W。
STK-616Y的全溫度范圍的精度為±1.5%。在25~85℃時，精度特性更好。輸入與輸出之間的響應時間為5us。帶寬為150KHz，通過調(diào)整濾波腳與地之間的濾波電容，可根據(jù)客戶的要求來調(diào)整噪聲與帶寬的關(guān)系，電容取值大，帶寬小，噪聲小。
STK-600/M的原理是一樣的。與STK-616相比，其特點是：
1.量程大，分為50A、100A、150A、200A 四個等級。
2.內(nèi)置路徑內(nèi)阻小，為100uΩ.
3.溫度等級級為M級，即-40~125℃；
4.帶寬為200KHz，響應時間為1us。
以上介紹的為Sinomags的2顆代表型芯片級霍爾電流傳感器，我介紹的均為雙向的霍爾電流傳感器（可測交直流），輸出加載于0.5Vcc上。Sinomags也有單向的霍爾傳感器，其單向的霍爾電流傳感器（可測正電流），輸出加載于0.5Vcc上。芯片級的霍爾電流傳感器，目前其最大量程為200A，對于大于200A的電流，可用Sinomags線性霍爾做成塻塊型霍爾電流傳感器。
事實上，國內(nèi)有部份品牌的模塊型霍爾電流傳感器，是應用進口的線性霍爾做為核心做成的。
如果您需要了解更多技術(shù)信息，請聯(lián)系技術(shù)人員：
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